Теоретическое исследование эффекта насыщения спектра ЭПР с учетом спектральной диффузии в системе с гауссовским распределением резонансных частот спинов
Салихов К.М., Хайруждинов И.Т.

Поступила в редакцию: 10 Октября 2018

DOI: 10.1134/S0044451019050043

PDF (569.1K)

Проведен анализ эффекта насыщения спектра ЭПР для модельной ситуации, когда набор резонансных частот спиновых пакетов описывается гауссовским распределением и когда имеет место спектральная диффузия, которая представляет собой случайный процесс без корреляции. Получена форма спектра при произвольных значениях магнитно-резонансных параметров: времен релаксации продольной и поперечной компонент вектора намагниченности системы, скорости спектральной диффузии, дисперсии гауссовского распределения резонансных частот, магнитной индукции СВЧ-поля. Найдено аналитическое выражение для кривой насыщения спектра ЭПР. Для оптимального случая, когда частота СВЧ-поля совпадает со средней для гауссовского распределения резонансных частот, проведен детальный анализ зависимости кривой насыщения спектра от параметров спиновой системы. Найдено значение индукции СВЧ-поля, при которой достигается максимум кривой насыщения, для произвольных значений времен парамагнитной релаксации, скорости спектральной диффузии и дисперсии гауссовского распределения частот спинов. Сформулирован алгоритм нахождения времени спин-решеточной релаксации с использованием измеренной в эксперименте величины индукции СВЧ-поля, при которой кривая насыщения проходит через максимум. Отметим, что численные расчеты проведены для параметров, которые являются типичными для ЭПР-спектроскопии. Общее аналитическое выражение для формы спектра в условиях насыщения и качественные выводы о влиянии спектральной диффузии на эффект насыщения стационарных спектров, полученные в этой работе, могут найти применение и в других областях спектроскопии.